JP2012017196A - ギヤケースの空気抜き機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤケース内の潤滑油を外部に漏出させることなく、ギヤケース内の空気を外部に放出することができる簡単な構造の空気抜き機構を提供する。
【解決手段】回転体が組み込まれるとともに回転体の接触面を潤滑する潤滑油が供給されたギヤケース１１ａには、空気抜き部材としてのオイルキャップ５１が設けられている。オイルキャップ５１の内側端部５６内には飛散して侵入した油滴を下方に落下させる油滴落下孔５７が形成されている。外側端部５８にはギヤケース内の圧力変化により内部の空気を外部に案内する息付き孔５９が形成されており、息付き孔５９は油滴落下孔５７よりも小径となっており、息付き孔５９と油滴落下孔５７との間には段差面６１が形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、巻上機のギヤケースのように歯車や摩擦クラッチ等の回転体が組み込まれるとともに潤滑油が注入されるギヤケースに用いられる空気抜き機構に関する。

荷物つまり吊荷を上下動するための巻上機には、電気チェーンブロックやホイスト等がある。電気チェーンブロックは、ロードチェーンが掛け渡されたスプロケットを駆動することにより、ロードチェーンの一端部に設けられた荷物吊り下げ用の下フックを上下動させて荷物の巻上げと巻下げを行うようにしており、ロードチェーンの他端部は巻上機本体に設けられたチェーン収納器つまりチェーンバケットに収納されるようになっている。一方、ホイストは、ワイヤが巻き付けられるドラムを駆動することにより、ワイヤの下端部に設けられた荷物吊り下げ用の下フックを上下動させて荷物の巻上げと巻下げを行うようにしている。

ロードチェーンやワイヤ等の荷物用索条が巻き付けられるスプロケットやドラムなどの巻上げ回転体は、電動モータにより回転駆動されており、巻上機は電動モータの回転を減速してスプロケットやドラムなどの巻上げ回転体に伝達するために、歯車対からなる減速機構を有し、減速機構は巻上機本体のギヤケース内に組み込まれている。さらに、巻上機には、吊荷が吊り下げられた状態のもとで電動モータを停止させたときに、スプロケットやドラムの巻上げ回転体に負荷が加わっていても巻上げ回転体の回転を規制するためにメカニカルブレーキが設けられたタイプがあり、メカニカルブレーキもギヤケース内に設けられている。このメカニカルブレーキは、電動モータを逆転させて吊荷の巻下げ運転を行うときには、吊荷により電動モータに逆転方向の回転トルクが伝達されることが防止される。

ギヤケース内には、減速機構を構成する回転体としての歯車の噛み合い面を潤滑するために潤滑油が供給されている。ギヤケース内にメカニカルブレーキが組み込まれるタイプの巻上機においては、メカニカルブレーキを構成するブレーキディスク等の回転体の摺動面が潤滑油により潤滑されることになる。

ギヤケース内の歯車やブレーキディスク等の回転体は潤滑油に浸されており、巻上機が運転されると、ギヤケース内の潤滑油は回転体により撹拌されてギヤケース内を飛散することになる。また、巻上機が連続的に運転されると、歯車やブレーキディスク等の回転体の温度が上昇して潤滑油が高温となる。特に、メカニカルブレーキは相互に摩擦接触する回転体を有しており、メカニカルブレーキを有する巻上機が連続的に運転されると、潤滑油は摩擦熱により高温となる。潤滑油が外部に漏出しないように、ギヤケースの内部を密閉された状態とすると、潤滑油の温度上昇によりギヤケース内部の圧力が上昇し、ギヤケース内に設けられたオイルシールやパッキンを損傷させる恐れがある。そこで、ギヤケース内の圧力が上昇したときにギヤケース内の空気を外部に放出する一方、ギヤケース内の潤滑油が外部に漏出しないようにするために、ギヤケースには空気抜き機構として、特許文献１に記載されるようにオイルキャップを取り付けるようにしている。

特許第３２１１２０１号公報

上述した従来のオイルキャップは、下部オイルキャップと上部オイルキャップの２つの部材を有しており、上部オイルキャップには、下部オイルキャップに形成された連通孔のほぼ半分を塞ぐ閉鎖部と、連通孔に連通する連通溝と全周溝とを仕切るバッフルとが設けられている。さらに、上部オイルキャップには全周溝を外部に連通させる通気孔が形成され、この通気孔には栓が設けられている。このように、従来のオイルキャップは、下部と上部のオイルキャップと栓の３つの部材を組み合わせて構成されており、複雑な構造となっている。

そこで、ギヤケース内の潤滑油の温度上昇によってギヤケース内部の圧力が上昇したときには空気のみを外部に放出する一方、回転体の駆動によりギヤケース内に飛散した潤滑油が外部に漏出することを防止できる簡単な構造の空気抜き機構を開発すべく、種々の実験が行われた。その結果、空気を外部に放出するための通気孔から潤滑油が漏出するのは、歯車等の回転体により掻き上げられて飛散した油滴が外部にしぶきとなって漏出する場合と、通気孔に表面張力により油滴が付着した状態のもとでギヤケース内の圧力上昇により油滴が外部に押し出されて漏出する場合とがあった。連通孔の内径を大きくすると、連通孔内に油滴が入り込んでも油滴が表面張力に起因し連通孔の内面に付着するという現象の発生は見られなかった。しかしながら、連通孔の内径を大きくすると、飛散した油滴が連通孔から直接外部に漏出してしまうことが判明した。

このように、連通孔の内径を小さくすると、飛散した潤滑油が外部に漏出するのを防止できるのに対して、連通孔に潤滑油が表面張力により付着し、付着した潤滑油が内部の圧力上昇により漏出することになるので、飛散による漏出と圧力上昇による漏出との双方を連通孔の内径によって防止することが困難であった。

本発明の目的は、ギヤケース内の潤滑油を外部に漏出させることなく、ギヤケース内の空気を外部に放出することができる簡単な構造の空気抜き機構を提供することにある。

本発明のギヤケースの空気抜き機構は、回転体が組み込まれるとともに前記回転体を潤滑する潤滑油が供給されるギヤケースに設けられるギヤケースの空気抜き機構であって、外側端部を前記ギヤケースの外部に露出させる一方、内側端部を前記ギヤケース内に露出させるとともに、前記ギヤケース内に供給された潤滑油の油面よりも上方に位置させて、前記ギヤケースに設けられる空気抜き部材を有し、前記回転体により前記ギヤケース内で飛散した潤滑油の油滴を付着させることなく下方に落下させる油滴落下孔を前記空気抜き部材の前記内側端部内に形成し、前記ギヤケース内の圧力変化により前記ギヤケース内の空気を給排する息付き孔を前記外側端部内に前記油滴落下孔に連通させて前記油滴落下孔よりも小径に形成し、前記油滴落下孔と前記息付き孔との連通端に段差面を形成することを特徴とする。

本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記段差面の内周エッジと前記油滴落下孔の内方端の内周エッジとを結ぶ仮想円錐面の中心軸に対する傾斜角度を８．８度以下に設定することを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記息付き孔の内径を４．１ｍｍ以下に設定し、前記油滴落下孔の内径を７．０ｍｍ以上に設定することを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記息付き孔の内径を２．５ｍｍに設定し、前記油滴落下孔の内径を９ｍｍに設定するとともに前記油滴落下孔の長さを５５ｍｍ以上に設定することを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記空気抜き部材は前記ギヤケースに形成された雌ねじにねじ結合される雄ねじを有し、前記空気抜き部材は前記ギヤケースに着脱自在であることを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記息付き孔を当該息付き孔に封止部材がねじ結合されるねじ孔とすることを特徴とする。

本発明のギヤケースの空気抜き機構は、電動モータが設けられたモータケースを前記ギヤケースに連結し、前記電動モータの出力軸に連結される小歯車と、吊荷を上下動する巻上げ軸に連結される減速軸の大歯車とを有する減速機構を前記ギヤケース内に設け、前記ギヤケースは巻上機を構成することを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記巻上げ軸に連結されるブレーキディスクと、前記ブレーキディスクにねじ結合され前記ブレーキディスクのディスク部にラチェットホイールを介して密着するとともに前記減速軸に噛み合うブレーキ歯車とを有し、前記電動モータの停止時に前記巻上げ軸の吊荷による回転を規制するとともに前記電動モータにより吊荷を巻下げる際には吊荷による前記電動モータの逆転を防止するメカニカルブレーキを前記ギヤケース内に設けることを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記電動モータの前記出力軸と前記減速機構との間に設けられ、吊荷により過度の負荷が前記減速機構に加わったときには前記減速機構から前記出力軸に対する動力の伝達を遮断するスリップクラッチを前記ギヤケース内に設けることを特徴とする。本発明のギヤケースの空気抜き機構は、前記ギヤケースは底壁部と天壁部とこれらの間に設けられた側壁部とを有し、潤滑油油面よりも上部の壁面に前記空気抜き部材を設けることを特徴とする。

本発明の空気抜き機構においては、ギヤケースに取り付けられる空気抜き部材の内側端部内には油滴落下孔が形成され、外側端部内には息付き孔が形成され、油滴落下孔はギヤケース内の回転体により飛散した潤滑油の油滴が付着することなく落下させる内径に設定されており、息付き孔はギヤケースの内外に空気を給排する内径に設定されている。これにより、ギヤケース内で油滴が飛散し、その飛散した油滴が油滴落下孔内に侵入しても油滴が油滴落下孔に付着することなく、下方に落下することになる。

飛散した油滴が油滴落下孔内に侵入しても、油滴は段差面に衝突して息付き孔内には侵入しないので、油滴が息付き孔から外部にしぶきとなって漏出するという飛散による漏出現象の発生が防止される。これにより、息付き孔の内径を息付きのための最小限の内径としても、息付き孔の内面に油滴が付着することが防止される。息付き孔の内面に油滴が付着することが防止されるので、ギヤケース内の圧力が高くなっても、油滴が圧力上昇に伴って外部に押し出されて漏出するという現象の発生が防止される。

これにより、簡単な構造の空気抜き機構によりギヤケース内の潤滑油を外部に漏出させることなく、ギヤケース内の空気を外部に放出することができる。

本発明の一実施の形態であるギヤケースの空気抜き機構が設けられた電気チェーンブロックを示す正面図である。 図１の右側面図である。 図１の上方から見た断面図である。 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図５に示された空気抜き機構の拡大断面図である。 オイルキャップにストレートの連通孔を形成した場合における連通孔の内径と潤滑油の漏出との関係を示す実験データ表である。 油滴落下孔の長さと油滴の息付き孔への付着との関係を示す実験データ表である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２に示されるように、巻上機としての電気チェーンブロックは巻上機本体１０を有している。巻上機本体１０はギヤケース１１ａとモータケース１１ｂとを有し、ギヤケース１１ａとモータケース１１ｂとを連結する中央ケース１１ｃの上側部には、上吊具１２が装着されており、巻上機本体１０はこの上吊具１２により吊り下げられた状態で使用される。中央ケース１１ｃ内には、上吊具１２の下側に位置させて巻上げ回転体としてのスプロケット１３が図２に破線で示されるように装着されて回転自在となっており、このスプロケット１３にはロードチェーン１４が荷物用索条として掛け渡されている。このロードチェーン１４の一端部には、下吊具１５が設けられており、この下吊具１５には荷物つまり吊荷が引っ掛けられるようになっている。

スプロケット１３を回転駆動することにより下吊具１５に引っ掛けられた吊荷は、巻上げ移動されたり、巻下げ移動される。吊荷が巻上げられるとロードチェーン１４の他端部側はチェーンバケット１６内に入り込み、吊荷が巻下げられるとチェーンバケット１６内からロードチェーン１４が繰り出されることになる。吊荷の巻上げ動作と巻下げ動作は、操作入力部１７に設けられた巻上げ用スイッチと巻下げ用スイッチとを作業者が操作することにより行われる。

図３に示されるように、巻上げ回転体としてのスプロケット１３は中空の巻上げ軸２１に固定されており、この巻上げ軸２１は巻上機本体１０内に回転自在に装着されている。モータケース１１ｂ内には電動モータ２２が装着され、電動モータ２２の出力軸２３は電動モータ２２の両端面から外方に突出している。出力軸２３の一方の突出端部２３ａは、モータケース１１ｂに固定されたブラケット２４に軸受を介して取り付けられており、このブラケット２４には電磁ブレーキ２５が装着されている。

この電磁ブレーキ２５はコイル２６を有し、出力軸２３の突出端部２３ａにはブラケット２４に対向するようにして回転ディスク２７が固定され、回転ディスク２７とコイル２６の間にはこれに対して接近離反移動自在に締結ディスク２８が配置されている。締結ディスク２８には回転ディスク２７に向かう方向のばね力が加えられており、ばね力により締結ディスク２８が回転ディスク２７に向けて押し付けられると、締結ディスク２８と回転ディスク２７がブラケット２４に密着して電磁ブレーキ２５は締結状態となる。一方、コイル２６に通電すると、締結ディスク２８が磁力によりばね力に抗して吸引され、締結ディスク２８は回転ディスク２７から離れることになり、電磁ブレーキ２５は出力軸２３の回転を許容する開放状態となる。

図３に示されるように、電動モータ２２の出力軸２３の突出端２３ｂは、中空の巻上げ軸２１の内部に回転自在に組み込まれた駆動軸３１に連結されている。駆動軸３１はスリップクラッチ３２を介して小歯車３３に連結されており、この小歯車３３は減速軸３４に設けられた大歯車３５と噛み合っている。この小歯車３３と大歯車３５により駆動軸３１の回転を減速して減速軸３４に伝達する減速機構３６が形成されている。減速軸３４は、巻上げ軸２１の外側に装着されたメカニカルブレーキ３７を介して巻上げ軸２１に連結されており、電動モータ２２の出力軸２３の回転は減速機構３６により減速されて巻上げ軸２１に伝達される。

このメカニカルブレーキ３７は、円筒形状のねじ部３８と、このねじ部３８の一端部に一体に設けられたディスク部３９とを備えたブレーキディスク４１を有し、ブレーキディスク４１は巻上げ軸２１に固定されている。メカニカルブレーキ３７は、電磁力により作動する電磁ブレーキ２５に比して大きな制動トルクが得られる。したがって、電動モータ２２を停止させた状態のもとで吊荷により大きな負荷がスプロケット１３に加わっても、確実にスプロケット１３の回転を規制することができる。

スリップクラッチ３２は駆動軸３１に取り付けられるクラッチディスク３２ａと小歯車３３の軸に取り付けられるクラッチディスク３２ｂとを有しており、過度の負荷がスプロケット１３に加わった場合には、スリップクラッチ３２のクラッチディスク３２ａ，３２ｂが滑ることにより、小歯車３３から駆動軸３１への回転伝達が遮断される。つまり、過度の負荷が減速機構３６に加わったときには減速機構３６から駆動軸３１を介して出力軸２３に対する動力の伝達がスリップクラッチ３２により遮断される。これにより、巻上機によって過度の荷重の吊荷が巻上げ操作されることが防止される。なお、両方のクラッチディスク３２ａ，３２ｂの間にはクラッチライニングが配置されている。

メカニカルブレーキ３７のねじ部３８の外周面には雄ねじ３８ａが形成されており、この雄ねじ３８ａには、雌ねじ３８ｂが形成されたブレーキ歯車４２がねじ結合されている。このブレーキ歯車４２は、減速軸３４に設けられた連結歯車４３に噛み合っており、駆動軸３１の出力は減速軸３４を介してブレーキ歯車４２に伝達される。ブレーキ歯車４２とディスク部３９との間には、ラチェットホイール４４が回転自在に装着されている。ブレーキ歯車４２がディスク部３９に接近する方向に相対回転すると、ブレーキ歯車４２がラチェットホイール４４に密着し、ラチェットホイール４４を介してブレーキディスク４１とブレーキ歯車４２は締結された状態となる。一方、ブレーキ歯車４２がブレーキディスク４１に対して締結を解除する方向に相対回転すると、ブレーキディスク４１とブレーキ歯車４２との締結が解除されて、メカニカルブレーキ３７は開放状態となる。このように、ブレーキ歯車４２がブレーキディスク４１に対して相対回転すると、ブレーキ歯車４２はブレーキディスク４１に対して締結位置と開放位置との間を軸方向に移動することになる。ブレーキ歯車４２がディスク部３９から離れる位置は、ストッパ４５により規制されるようになっている。

図４に示されるように、ラチェットホイール４４にはラチェット４６が噛み合うようになっており、図示しないばね部材によりラチェット４６にはその先端がラチェットホイール４４の外周面に接触する方向にばね力が加えられている。ラチェット４６は、ラチェットホイール４４が矢印Ｄ２方向つまり巻下げ方向に回転すると、図４（Ｂ）に示されるように、ラチェットホイール４４に噛み合ってラチェットホイール４４が矢印Ｄ２で示す方向に回転するのを阻止する。

吊荷を下吊具１５により吊り下げた状態のもとで吊荷の上下動を停止させるときには、電動モータ２２への電力供給を停止させるとともに電磁ブレーキ２５への電力供給を停止させて電磁ブレーキ２５を締結状態とする。このときには、図４（Ｂ）に示されるように、ラチェットホイール４４にラチェット４６が噛み合って巻上げ軸２１はロックされる。このときには、吊荷の荷重により巻上げ軸２１には巻下げ方向Ｄ２に回転力が加えられるが、出力軸２３の回転が電磁ブレーキ２５により停止されており、ブレーキ歯車４２によりラチェットホイール４４はディスク部３９に締結された状態となるので、吊荷の荷重により巻下げ方向Ｄ２の回転力が巻上げ軸２１に加わることになる。これにより、図４（Ｂ）に示されるように、ラチェット４６がラチェットホイール４４に噛み合ってスプロケット１３はロックされて回転が規制される。このように、メカニカルブレーキ３７によって巻上げ軸２１がロックされるので、電磁ブレーキ２５を開放したとしても吊荷が巻下がることが防止される。これにより、電動モータ２２を停止させた状態のもとで吊荷により大きな負荷がスプロケット１３に加わっても、確実にスプロケット１３の回転を規制することができる。

一方、電動モータ２２を逆転させて吊荷の巻下げ運転を行うときには、電磁ブレーキ２５を開放し、電動モータ２２によって出力軸２３を逆転方向に回転駆動する。このときには、吊荷によって巻上げ軸２１には巻下げ方向の回転力が加わるので、出力軸２３が巻下げ方向に駆動され、減速軸３４は巻下げ方向Ｄ１に回転駆動される。これにより、ブレーキ歯車４２はブレーキディスク４１に対して締結を解く方向に相対回転してメカニカルブレーキ３７は開放状態となる。したがって、ラチェット４６がラチェットホイール４４に図４（Ｂ）に示されるように噛み合った状態となっていても、ラチェットホイール４４に対するディスク部３９とブレーキ歯車４２の密着が解かれ、吊荷の荷重により巻上げ軸２１は巻下げ方向に回転駆動される。

電動モータ２２の巻下げ方向の回転速度よりも吊荷により巻上げ軸２１に加わる巻下げ方向の回転速度が高くなると、ブレーキ歯車４２はラチェットホイール４４をディスク部３９に密着する方向に相対回転することになる。これにより、図４（Ｂ）に示されるように、ラチェット４６が噛み合った状態のラチェットホイール４４により巻上げ軸２１は回転が規制されてロックされる。このように、電動モータ２２の巻下げ方向の回転によりメカニカルブレーキ３７の開放動作と、吊荷の荷重によるメカニカルブレーキ３７の制動動作とが繰り返されて、吊荷は出力軸２３の回転にほぼ同期した状態となって巻下げられることになり、ラチェットホイール４４の両面にはディスク部３９とブレーキ歯車４２とが摺動接触することになる。この巻下げ運動時には、メカニカルブレーキ３７は出力軸２３による開放動作と、吊荷の荷重による制動動作とを繰り返すことになるので、出力軸２３には吊荷による逆転方向の回転力つまり回転トルクが加わることはない。ラチェットホイール４４とディスク部３９との間と、ラチェットホイール４４とブレーキ歯車４２との間にはブレーキライニングが配置されている。

このように、メカニカルブレーキ３７は吊荷が吊り下げられた状態のもとで電動モータ２２の作動を停止させても、スプロケット１３に加わる負荷によって巻上げ軸２１が回転するのを規制するとともに、電動モータ２２により吊荷を巻下げる際には吊荷により電動モータに逆転方向の回転トルクが伝達することが防止される。

図５に示されるように、ギヤケース１１ａは、ほぼ水平な底壁部４７ａと、これと平行となった天壁部４７ｂと、これらの間に設けられ図５において左右の側壁部４７ｃ，４７ｄとを有しており、全体的に横断面形状がほぼ四辺形となっている。このギヤケース１１ａ内には潤滑油Ｌが収容されており、潤滑油Ｌによって減速機構３６を構成する小歯車３３と大歯車３５の噛み合い摺動面が潤滑されるとともに、メカニカルブレーキ３７を構成するラチェットホイール４４とディスク部３９との摺動面と、ラチェットホイール４４とブレーキ歯車４２との摺動面が潤滑される。潤滑油Ｌがギヤケース１１ａ内から外部に漏れるのを防止するために、図３に示されるように、ギヤケース１１ａと巻上げ軸２１との間にはメカニカルシール４８が設けられ、ギヤケース１１ａとこれに固定されるカバー部材４９との間にはパッキン５０が設けられている。

潤滑油Ｌは、図５に示されるように、その油面Ｓがギヤケース１１ａの上下方向中央部つまり減速軸３４、小歯車３３の中心軸近傍になるように供給されている。したがって、巻上機が使用されて吊荷が上下動されると、減速機構３６を構成する歯車やメカニカルブレーキ３７を構成するラチェットホイール４４等の回転体によって潤滑油Ｌは撹拌されてギヤケース１１ａ内には潤滑油Ｌが油滴となって飛散することになる。一方、メカニカルブレーキ３７のラチェットホイール４４にはこれの両側のディスク部３９とブレーキ歯車４２とが摺動して摩擦接触することになり、これらの摩擦接触する回転体の摩擦熱により潤滑油Ｌは加熱される。さらに、スリップクラッチ３２は駆動軸３１に取り付けられるクラッチディスク３２ａと、これに摩擦接触するとともに小歯車３３に取り付けられるクラッチディスク３２ｂとを有しており、それぞれのクラッチディスク３２ａ，３２ｂが摺動して摩擦接触すると、摩擦熱により潤滑油Ｌは加熱される。

ギヤケース１１ａの天壁部４７ｂには、図２および図５に示されるように、幅方向中央部に位置させて、空気抜き部材としてのオイルキャップ５１が取り付けられており、このオイルキャップ５１は潤滑油Ｌの油面Ｓよりも上方の位置となっている。オイルキャップ５１は、図６に示されるように、ギヤケース１１ａに形成された雌ねじ５２ａにねじ結合される雄ねじ５２ｂが形成された雄ねじ部５３を有しており、オイルキャップ５１はギヤケース１１ａに着脱自在つまり取り外し自在に装着される。オイルキャップ５１はギヤケース１１ａの外部に露出される頭部５４と、ギヤケース１１ａ内に露出される本体部５５とを有している。頭部５４にはオイルキャップ５１をギヤケース１１ａに取り付けたときにギヤケース１１ａの外面に当接する突き当て段部５４ａが設けられている。頭部５４の外周面は六角形となっており、スパナ等の工具を用いてオイルキャップ５１をギヤケース１１ａに取り付ける際には頭部５４には工具が引っ掛けられる。

雄ねじ部５３および本体部５５により形成されるオイルキャップ５１の内側端部５６には、内径ｄ２の円形の油滴落下孔５７が形成されており、潤滑油Ｌが歯車等の回転体によりギヤケース１１ａ内で飛散し、飛散した油滴が油滴落下孔５７に付着しても油滴が落下する内径に設定されている。オイルキャップ５１の外側端部５８には油滴落下孔５７よりも小径となった内径ｄ１の円形の息付き孔５９が油滴落下孔５７に連通して形成されている。このように、ギヤケース１１ａの内部と外部とを連通させる連通孔は、大径の油滴落下孔５７とこれよりも小径の息付き孔５９とにより形成されている。息付き孔５９の中心軸は油滴落下孔５７の中心軸と同軸となっており、油滴落下孔５７と息付き孔５９との連通端には段差面６１が形成されている。この段差面６１はギヤケース１１ａの内側に対向している。息付き孔５９は、メカニカルブレーキ３７におけるラチェットホイール４４等の回転体やスリップクラッチ３２のクラッチディスク３２ａ等の回転体の摩擦接触により潤滑油Ｌが加熱されてギヤケース１１ａ内の圧力が高くなったときに、ギヤケース１１ａの内部の空気を排出する一方、巻上機が休止状態となって潤滑油Ｌの温度が低下して内部の圧力が低下したときには外部の空気をギヤケース１１ａ内に案内する。

息付き孔５９はねじ孔となっており、このねじ孔には封止部材がねじ結合されるようになっている。封止部材を息付き孔５９にねじ結合することによって、巻上機を運搬したり、据え付け作業したりするときに、内部に供給された潤滑油Ｌが息付き孔５９から漏出するのを防止することができる。

図７はオイルキャップ５１にストレートの連通孔を形成した場合における連通孔の内径と潤滑油の漏出との関係を示す実験データ表である。この実験においては、常温時の潤滑油Ｌの温度は４０℃であり、高温時の温度は１００℃である。潤滑油Ｌとしては、常温時の粘度が５８．３ｍｍ^２／Ｓであり、高温時の粘度が８．４１ｍｍ^２／Ｓとなるものが使用された。図７において、「○」は潤滑油が外部に漏出しなかったこと、および油滴が連通孔に付着しなかったことを示し、「×」は潤滑油が外部に漏出したこと、および油滴が連通孔に付着したことを示す。

この実験結果に示されるように、連通孔の内径を４．１５ｍｍおよびそれ以上に設定すると、常温時および高温時のいずれにおいても、連通孔からギヤケース１１ａ内の回転体によって飛散した油滴がしぶきとなって外部に直接漏出するというしぶき漏出現象の発生があった。しかし、連通孔の内径をこれよりも小径とすると、油滴がしぶきとなって外部に直接漏出するしぶき漏出現象の発生は常温時も高温時もなかったが、高温時には連通孔に付着した油滴がギヤケース１１ａ内の圧力上昇によって外部に押し出されて漏出するという押出漏出現象の発生があった。連通孔に付着した油滴が連通孔を塞ぐように集まって油滴により連通孔が閉塞され、ギヤケース内の圧力上昇により油滴が漏出したと考えられる。

そこで、連通孔の内径と連通孔の内面への油滴の付着現象との関係について実験したところ、連通孔の内径を４．１５ｍｍおよびそれ以上の大径に設定すると、常温時には連通孔の内面には油滴の付着発生が認められなかったのに対し、高温状態のもとでは７．０９ｍｍ以上の内径としなければ、油滴の付着発生をなくすことができなかった。このことは、目視検査することにより判明した。

このように連通孔の内径を４．１５以下の小径にすると、油滴がしぶきとなって外部に直接漏出するしぶき漏出を防止することができるのに対し、連通孔への油滴の付着に起因した押出漏出を防止することができない。これに対して、連通孔の内径を７．０９ｍｍ以上の大径に設定すると、高温時でも連通孔の内面に油滴が付着することなく、連通孔に油滴が付着することに起因して油滴の押出漏出の発生を防止することができることが判明した。連通孔の内面に油滴が付着することを防止できれば、付着した油滴が凝集して連通孔を塞ぐことがなくなり、押出漏出の発生を防止できる。

図６に示すように、本発明の空気抜き部材としてのオイルキャップ５１は、その内側端部５６には油滴を付着させることなく下方に油滴を落下させる油滴落下孔５７が形成され、外側端部５８にはギヤケース１１ａ内の空気を給排するために油滴落下孔５７よりも小径の息付き孔５９が形成されている。このように、オイルキャップ５１に内径が相互に相違する息付き孔５９と油滴落下孔５７とにより二段階の連通孔を形成することにより、ギヤケース１１ａ内から潤滑油のしぶき漏出と押出漏出とのいずれをも防止することができる。上述した実験に基づいて、息付き孔５９の内径としては、図７に示されるように、内径ｄ１を４．１５ｍｍ以下に設定することが好ましく、油滴落下孔５７の内径ｄ２としては７．０９ｍｍ以上に設定することが好ましいことが判明した。

巻上機を運搬したり、据え付け作業したりするときに、内部に供給された潤滑油Ｌが息付き孔５９から漏出するのを防止するために、息付き孔５９に封止部材をねじ結合するようにしているので、息付き孔５９の最小内径値としては、雌ねじ加工が可能な内径、例えば１ｍｍ程度とすることになる。一方、油滴落下孔５７の最大内径値としては、油滴が付着しない値の最小値を設定することが、オイルキャップ５１を小型化するためには好ましい。油滴落下孔５７の内径を油滴が付着することなく、下方に落下する内径とすると、付着した油滴が油滴落下孔５７内で凝集して孔を閉塞することがなくなるので、孔内を油滴が塞ぐことがなくなり、ギヤケース１１ａ内の圧力が上昇しても油滴が漏出することが防止された。

図８は油滴落下孔５７の長さと油滴の息付き孔５９への付着との関係を示す実験データ表である。この実験においては、息付き孔５９の内径ｄ１を２．５ｍｍとし、油滴落下孔５７の内径ｄ２を９ｍｍとした。息付き孔５９と油滴落下孔５７の内径を上述したそれぞれの値として、油滴落下孔５７の長さＬと油滴が息付き孔５９に到達する頻度との関係を求めた。その結果、油滴落下孔５７の長さＬを５０ｍｍおよびそれよりも短く設定すると、油滴が息付き孔５９に到達することが見られたが、油滴落下孔５７の長さＬを５０ｍｍ以上とすると、飛散した油滴が油滴落下孔５７内に侵入しても、ギヤケース１１ａの内部に対向した段差面６１に油滴が衝突して息付き孔５９に到達することはなかった。

図６における一点鎖線Ｔは、段差面６１の内周エッジと油滴落下孔５７の内方端の内周エッジとを結ぶ仮想円錐面であり、この仮想円錐面Ｔと油滴落下孔５７の中心軸Ｖとのなす角度をθとすると、長さＬを相違させたときにおける角度θは、図８に示す通りである。角度θが８．８５以下となると、飛散した油滴が油滴落下孔５７から息付き孔５９に入り込むことはなかった。そこで、油滴落下孔５７の内径ｄ２を相違させて同様の実験を行ったところ、角度θを８．８５以下に設定すると、同様にギヤケース１１ａ内で飛散して油滴落下孔５７内に侵入した油滴が息付き孔５９にまで入り込むことはなかった。このように、仮想円錐面Ｔの傾斜角度θを所定値よりも小さくするように油滴落下孔５７の長さを設定すると、しぶき漏出と押出漏出とのいずれをも防止することができる。

ギヤケース１１ａを透明材料とした実験装置を使用して内部で飛散する油滴の目視検査を行ったところ、ギヤケース１１ａ内で飛散する油滴は、息付き孔５９と油滴落下孔５７の中心軸Ｖに同軸状態となって真上に向かうものはなく、油滴落下孔５７内に飛散侵入する油滴は全て中心軸Ｖに対し傾斜しており、仮想円錐面Ｔの傾斜角度θを上述した角度よりも小さく設定すると、油滴落下孔５７から油滴が息付き孔５９に侵入することはなかった。油滴落下孔５７の長さＬを長くすればする程、息付き孔５９への油滴の侵入防止効果を高めることができるが、オイルキャップ５１の内方端面が油面Ｓよりも上方となるようにする必要があり、長さＬには限度がある。

オイルキャップ５１は図示する場合には、ギヤケース１１ａの天壁部４７ｂに取り付けられているが、オイルキャップ５１の内方端が油面に接触しない位置であれば、左右の側壁部４７ｃ，４７ｄの一方に設けるようにしても良い。ギヤケース１１ａには潤滑油Ｌを排出するための排出孔と潤滑油を注入するための注入孔が設けられており、それぞれは図示省略されている。オイルキャップ５１はギヤケース１１ａにねじ結合されており、取り外し得るようになっているので、オイルキャップ５１を取り外してギヤケース１１ａ内に潤滑油Ｌを注入することも可能である。なお、オイルキャップ５１をギヤケース１１ａに溶接等の手段により固定するようにしても良い。

空気抜き部材としてのオイルキャップ５１に、相互に内径が相違する油滴落下孔５７と息付き孔５９とを段差面６１を介して連通させて形成し、連通孔を段付きないし二段階構造としたので、油滴落下孔５７内には油滴の付着に起因して油滴により油滴落下孔５７が閉塞されることがなくなる。これにより、オイルキャップ５１を複雑な構造とすることなく、シンプルな構造とすることによって、ギヤケース１１ａ内の圧力が高くなっても、油滴が外部に押し出されることが防止される。また、ギヤケース１１ａ内の圧力が高くなると、内部の空気を排気することができるので、ギヤケース１１ａ内の圧力上昇に起因してメカニカルシール４８やパッキン５０が損傷することを防止できる。したがって、潤滑油Ｌの温度を高めるような摩擦部材が設けられているギヤケース１１ａに用いるオイルキャップ５１に本発明は好適である。ただし、潤滑油Ｌが高温とならない場合にもこのオイルキャップ５１を用いることは可能である。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する実施の形態は巻上機である電気チェーンブロックのギヤケースに本発明の空気抜き機構を適用した場合を示すが、ホイストのギヤケースに対しても本発明を適用することができる。さらに、電気チェーンブロックやホイストのみならず、歯車等の回転体が組み込まれたギヤケースであれば、巻上機に限られることなく、種々の装置のギヤケースに対しても本発明の空気抜き機構を適用することができる。

１０…巻上機本体、１１ａ…ギヤケース、１１ｂ…モータケース、１２…上吊具、１３…スプロケット（巻上げ回転体）、１４…ロードチェーン（荷物用索条）、１５…下吊具、１６…チェーンバケット、１７…操作入力部、２１…巻上げ軸、２２…電動モータ、２３…出力軸、２４…ブラケット、２５…電磁ブレーキ、２６…コイル、２７…回転ディスク、２８…締結ディスク、３１…駆動軸、３２…スリップクラッチ、３２ａ，３２ｂ…クラッチディスク、３３…小歯車、３４…減速軸、３５…大歯車、３６…減速機構、３７…メカニカルブレーキ、３８…ねじ部、３９…ディスク部、４１…ブレーキディスク、４２…ブレーキ歯車、４３…連結歯車、４４…ラチェットホイール、４５…ストッパ、４６…ラチェット、４７ｂ…天壁部、４８…メカニカルシール、４９…カバー部材、５０…パッキン、５１…オイルキャップ（空気抜き部材）、５３…雄ねじ部、５４…頭部、５５…本体部、５６…内側端部、５７…油滴落下孔、５８…外側端部、５９…息付き孔、６１…段差面。

Claims (10)

1. 回転体が組み込まれるとともに前記回転体を潤滑する潤滑油が供給されるギヤケースに設けられるギヤケースの空気抜き機構であって、
   外側端部を前記ギヤケースの外部に露出させる一方、内側端部を前記ギヤケース内に露出させるとともに、前記ギヤケース内に供給された潤滑油の油面よりも上方に位置させて、前記ギヤケースに設けられる空気抜き部材を有し、
   前記回転体により前記ギヤケース内で飛散した潤滑油の油滴を付着させることなく下方に落下させる油滴落下孔を前記空気抜き部材の前記内側端部内に形成し、
   前記ギヤケース内の圧力変化により前記ギヤケース内の空気を給排する息付き孔を前記外側端部内に前記油滴落下孔に連通させて前記油滴落下孔よりも小径に形成し、
   前記油滴落下孔と前記息付き孔との連通端に段差面を形成することを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
2. 請求項１記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記段差面の内周エッジと前記油滴落下孔の内方端の内周エッジとを結ぶ仮想円錐面の中心軸に対する傾斜角度を８．８度以下に設定することを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
3. 請求項１または２記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記息付き孔の内径を４．１ｍｍ以下に設定し、前記油滴落下孔の内径を７．０ｍｍ以上に設定することを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記息付き孔の内径を２．５ｍｍに設定し、前記油滴落下孔の内径を９ｍｍに設定するとともに前記油滴落下孔の長さを５５ｍｍ以上に設定することを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記空気抜き部材は前記ギヤケースに形成された雌ねじにねじ結合される雄ねじを有し、前記空気抜き部材は前記ギヤケースに着脱自在であることを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記息付き孔を当該息付き孔に封止部材がねじ結合されるねじ孔とすることを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のギヤケースの空気抜き機構において、電動モータが設けられたモータケースを前記ギヤケースに連結し、前記電動モータの出力軸に連結される小歯車と、吊荷を上下動する巻上げ軸に連結される減速軸の大歯車とを有する減速機構を前記ギヤケース内に設け、前記ギヤケースは巻上機を構成することを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
8. 請求項７記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記巻上げ軸に連結されるブレーキディスクと、前記ブレーキディスクにねじ結合され前記ブレーキディスクのディスク部にラチェットホイールを介して密着するとともに前記減速軸に噛み合うブレーキ歯車とを有し、前記電動モータの停止時に前記巻上げ軸の吊荷による回転を規制するとともに前記電動モータにより吊荷を巻下げる際には吊荷による前記電動モータの逆転を防止するメカニカルブレーキを前記ギヤケース内に設けることを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
9. 請求項７または８記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記電動モータの前記出力軸と前記減速機構との間に設けられ、吊荷により過度の負荷が前記減速機構に加わったときには前記減速機構から前記出力軸に対する動力の伝達を遮断するスリップクラッチを前記ギヤケース内に設けることを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載のギヤケースの空気抜き機構において、前記ギヤケースは底壁部と天壁部とこれらの間に設けられた側壁部とを有し、潤滑油油面よりも上部の壁面に前記空気抜き部材を設けることを特徴とするギヤケースの空気抜き機構。

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